內(nèi)容提要：物化探方法尋找隱伏礦床在國(guó)內(nèi)外已得到廣泛應(yīng)用，贊比亞麻希巴礦床屬盧弗利安穹隆構(gòu)造成礦帶上一典型層控礦床，賦礦層位為下羅恩群RL6泥巖片巖下部和RL7砂礫巖上部，礦體從淺至深具有氧化帶-硫化帶過(guò)度特點(diǎn)。為探索深部硫化銅礦體延伸情況，本文利用地球物理(激電極化法、高密度電阻率法和音頻大地電磁法)和地球化學(xué)方法(土壤測(cè)量、偏提取測(cè)量)，選擇三條剖面進(jìn)行物化探方法對(duì)比研究，物探結(jié)果顯示硫化礦具有低阻(50～300Ω·m)、高幅頻率(2.5%～8.0%)異常特征，高密度電阻率法和音頻大地電磁法的電阻率等值線能較清晰地反映基底和RL7底部不含礦地層形態(tài)變化，對(duì)找礦有良好的指示作用;化探結(jié)果顯示Cu元素相關(guān)元素為Ag、Bi，在沉積成礦過(guò)程中形成Cu-Ag-Bi元素組合，在近地表氧化礦呈“駝峰”高值異常，在深部硫化礦上方呈“偏鋒”弱異常，偏提取顯示Cu、Co、Bi元素主要是以第二相形式存在，在深部硫化礦上方呈“多鋒”弱異常。在方法有效性試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，總結(jié)和建立了該礦床類型的地、物、化綜合找礦模型，依據(jù)物化探異常圈定了深部找礦靶區(qū)，經(jīng)后期鉆探工程驗(yàn)證見到兩層工業(yè)礦體，取得了較好的找礦效果。激電極化法、高密度電阻率法、音頻大地電磁法、土壤測(cè)量和偏提取測(cè)量是實(shí)現(xiàn)層控型銅礦經(jīng)濟(jì)、快速找礦的方法組合，也為在礦田范圍內(nèi)同類型礦床找礦提供了參考。

　　關(guān)鍵詞：物化探方法;硫化銅礦;深部礦體;麻希巴;贊比亞

　　隨著國(guó)家“一帶一路”戰(zhàn)略的實(shí)施，非洲已成為我國(guó)企業(yè)海外銅礦資源開發(fā)的主要目的地之一(YinYiqiuetal.，2016)。非洲中部的贊比亞-剛果(金)銅鈷礦帶為世界著名成礦帶之一，該成礦帶上銅的儲(chǔ)量占世界總儲(chǔ)量的25%，其中贊比亞境內(nèi)的銅礦石儲(chǔ)量為16億噸，伴生鈷近100萬(wàn)噸(ZhaoJetal.，2016)。隨著礦產(chǎn)資源的開發(fā)，越來(lái)越多的找礦技術(shù)方法也得以應(yīng)用(ZhangHanetal.，2020;QinJinhuaetal.，2020)。

　　在剛果(金)馬本德(Mabende)銅礦區(qū)，試驗(yàn)了多種物探方法組合，發(fā)現(xiàn)礦體對(duì)應(yīng)位置為物探高阻中高幅頻率異常，并進(jìn)行推廣應(yīng)用(ZengGaofuetal.，2016);在剛果(金)加丹加省某礦區(qū)物探方法找銅的應(yīng)用中，依據(jù)總結(jié)出的高極化低電阻異常為硫化銅礦致異常，發(fā)現(xiàn)了一 個(gè)東西長(zhǎng)250m，寬約80m的原生硫化銅礦體(YaoJinqietal.，2015);在剛果(金)加丹加希圖魯(Shituru)礦區(qū)外圍，運(yùn)用物探磁法和化探土壤次生暈異常疊加方法快速圈定了2個(gè)找礦靶區(qū)(LiuTaoetal.，2017)。

　　針對(duì)贊比亞層控型銅礦床，利用激電中梯和高頻大地電頻系統(tǒng)試驗(yàn)，在謙比希(Chambishi)、穆瓦巴希B(Muwabashi-B)、麻希巴(Mashiba)三個(gè)典型礦床建立了主要圍巖和礦體的地球物理電性示意模型(ZengGaofuetal.，2015);在贊比亞西北省盧姆瓦納西部勘查中，先用1∶5萬(wàn)土壤地球化學(xué)綜合異常縮小靶區(qū)，然后再用1∶1萬(wàn)地球化學(xué)異常和物探激電、電阻率異常疊加定位礦體，取得了良好的找礦效果(WangGuojun，2019)。盧安夏銅礦作為一個(gè)百年老礦山，前人技術(shù)方法應(yīng)用較少，尤其是針對(duì)深部硫化銅礦體，沒有系統(tǒng)的找礦方法，本次在贊比亞盧安夏礦田麻希巴礦床開展了多種物探、化探技術(shù)方法，圈定和評(píng)價(jià)由銅礦化引起的物化探異常，探討深部找礦技術(shù)組合新模式。

　　1區(qū)域地質(zhì)背景

　　麻希巴礦床構(gòu)造位上處于泛非運(yùn)動(dòng)時(shí)期產(chǎn)生盧弗利安穹隆構(gòu)造帶卡富埃背斜西翼，盧安夏次級(jí)向斜盆地內(nèi)(GeHuaetal.，2018;NiuCongcongetal.，2020)。卡富埃背斜長(zhǎng)約150km，寬約50km，沿NW-SE向展布，沿背斜兩側(cè)發(fā)育的次級(jí)向斜盆地有孔科拉-恩昌加盆地(Konkola-Nchanga)、謙比希-恩卡納盆地(Chambishi-Nkana)、盧安夏盆地(Luanshya)，這些向斜盆地內(nèi)發(fā)育有一系列的中-大型銅礦床，為贊比亞銅帶省的主要成礦單元。區(qū)域地層主要由古-中元古代基底變質(zhì)雜巖(花崗巖和片麻巖)和新元古代加丹加超群組成，二者呈不整合接觸關(guān)系(Annels，1984;Sweeneyetal，1994;ZhangDaojunetal.，2013;ZhangXueliangetal.，2013)。

　　加丹加超群自上而下分為上羅恩群(分為RU1&RU2)、下羅恩群(分為RL3、RL4、RL5、RL6和RL7)、穆瓦夏群和孔德龍古群，銅主要在下羅恩群沉積成巖時(shí)期同時(shí)沉積成礦，微生物在同生沉積階段起到重要作用，鋯石U-Pb同位素測(cè)年為880～735Ma，后期地層普遍遭受了褶皺作用和區(qū)域變質(zhì)作用(Freeman，1986;Sweeneyetal.，1991;Selleyetal.，2005;FangKeetal.，2019;RenJunpingetal.，2019)。

　　侵入巖主要為輝長(zhǎng)巖，普遍發(fā)育于上羅恩群及穆瓦夏群中，侵入時(shí)代為765Ma，與成礦作用無(wú)直接關(guān)系，礦體主要受區(qū)域內(nèi)“盆位”、“層位”、“相位”、“構(gòu)造位”控制(Unrug，1988;Keyetal.，2001;NiuCongcongetal.，2020)。

　　2礦床地質(zhì)特征

　　麻希巴礦床位于盧安夏成礦盆地中南部，地層單元主要為下羅恩群，巖性從上至下依次為長(zhǎng)石砂巖(RL3)、白云巖(RL4)、互層狀泥質(zhì)巖和石英巖(RL5)、泥巖和片巖(RL6)、砂礫巖(RL7)，各層位之間呈整合接觸關(guān)系，RL6泥巖和片巖為賦礦層位，局部位于RL7砂礫巖中。

　　構(gòu)造上處于盧安夏盆地內(nèi)復(fù)式向斜中，向斜總體呈北西西-南東東走向，南翼寬緩，北翼陡傾，向西傾伏，按照其向斜構(gòu)造形態(tài)從淺至深分為第一凹陷帶，第二凹陷帶，第三凹陷帶，其中第一、二凹陷帶之間有小幅褶皺形態(tài)隆起，構(gòu)造對(duì)礦體沒有破壞，只起到改變礦體形態(tài)的作用，向斜、背斜核部往往賦存厚大礦體(RenChaoetal.，2017)。麻希巴礦體呈不對(duì)稱緊密褶皺狀，隨RL6地層形態(tài)變化而變化，總體北傾，傾角20°～40°，向東變薄，向南、西兩個(gè)方向尖滅，礦體平均厚度6～8m。

　　礦石具有從淺部氧化帶到深部硫化帶逐漸變化特點(diǎn)，淺部氧化帶礦物組合為孔雀石-假孔雀石-黑銅礦-水膽礬及少量黃銅礦，深部硫化帶礦物組合為黃銅礦-黃鐵礦-斑銅礦，礦體礦化蝕變主要有黃鐵礦化和透閃石化，與圍巖界限明顯，二者呈整合接觸關(guān)系，圍巖蝕變主要為方柱石化、透閃石化、弱黃鐵礦化、弱硅化等。目前控制礦體主要集中于第一凹陷帶中，控制最深300m，礦體深部延深方向的第三凹陷帶礦體未完全控制。

　　3物化探方法

　　3.1物探方法

　　本次物探采用方法有激電極化法、高密度電阻率法和音頻大地電磁法(AMT)。

　　3.1.1激發(fā)極化法(IP)激發(fā)極化法分為時(shí)間域激發(fā)極化法和頻率域激發(fā)極化法。本次采用頻率域激發(fā)極化法中的雙頻道激發(fā)極化法，其技術(shù)原理見參考文獻(xiàn)(HeJishan，1988)。雙頻道激發(fā)極化法野外工作使用儀器型號(hào)為SQ-3C雙頻道激電儀，采用中間梯度裝置。MN=40m，點(diǎn)距=20m，AB長(zhǎng)度不等，但都保證測(cè)量范圍在為AB兩極中間的2/3范圍內(nèi)，工作頻率符合要求。

　　3.1.2高密度電阻率法為多種排列的常規(guī)電阻率法與資料自動(dòng)反演處理相結(jié)合的綜合方法，它是以巖土體導(dǎo)電性差異為基礎(chǔ)的電法勘探方法，它的基本原理與常規(guī)電阻率法相同(SunYicaietal.，2011)。為了野外實(shí)際工作方便和有利于視電阻率自動(dòng)測(cè)量的實(shí)現(xiàn)，高密度電阻率法系統(tǒng)一般用偶極-偶極等排列裝置測(cè)量。電阻率法的勘探深度隨著供電電極AB距離的增大而增大，當(dāng)隔離系數(shù)n逐次增大時(shí)，AB電極距也逐次增大，對(duì)地下深部介質(zhì)的反映能力亦逐步增加。

　　4找礦應(yīng)用

　　4.1物探方法應(yīng)用情況

　　通過(guò)對(duì)麻希巴礦區(qū)內(nèi)不同類型的代表性巖礦石標(biāo)本進(jìn)行電性參數(shù)測(cè)試并系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)，結(jié)果顯示含銅透閃石片巖和黃銅礦化透閃石巖具有明顯的低阻高幅頻率異常特征，含礦白云母白云質(zhì)泥巖具有中低阻中高幅頻率異常特征，含銅品位越高，巖石的幅頻率值越高;白云巖、白云質(zhì)泥巖、泥質(zhì)白云巖、石英巖、鐵帽具有較明顯的中高阻中低幅頻率異常特征。因此，麻希巴銅礦體和圍巖的電性差異明顯，具備開展電法測(cè)量的前提條件。

　　本次物探工作剖面為SS64、SS65、SS63線，各剖面物探特征如下：SS64線礦體產(chǎn)出明顯受基底頂界面形態(tài)控制，從淺部向深部延深約400m，淺部礦體上部分布有大范圍鐵帽。激電異常在8～21號(hào)點(diǎn)范圍出現(xiàn)較明顯的低阻高幅頻率異常，推測(cè)為含鐵質(zhì)礦物較高的巖石引起，在25～38號(hào)點(diǎn)范圍出現(xiàn)中低阻中高幅頻率異常，該異常為已知礦體引起。

　　在AMT電阻率剖面中，剖面距800～1100m、標(biāo)高800～1100和1200～1500m、標(biāo)高600～1100m范圍出現(xiàn)了明顯的高阻異常，推測(cè)高阻異常為白云石化引起。高密度電阻率法剖面與AMT剖面的電阻率等值線形態(tài)較好的反映了基底的起伏情況(基底呈明顯的高阻異常)。已知礦體受基底頂界面形態(tài)控制，與剖面的中低阻異常對(duì)應(yīng)。

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　　結(jié)論：

　　(1)麻希巴礦床銅礦體賦存在下羅恩群RL6泥巖、片巖中，上下層位之間電性差異顯著，深部硫化礦具有低阻(50～300Ωm)、高幅頻率(2.5%～8%)異常特征，構(gòu)造引起的異常大多為明顯的低阻中低極化激電異常，電阻率異常平面等值線圖和AMT 電阻率擬斷面圖中呈現(xiàn)為條帶狀低阻異常，第三凹陷帶的物探異常特征與第一凹陷帶物探特征類似，具有較好的找礦潛力。

　　(2)化探分析結(jié)果顯示Cu元素相關(guān)元素為Ag、Bi，在近地表氧化礦呈“駝峰”高值異常，在深部硫化礦上方呈“偏鋒”弱異常;化學(xué)偏提取結(jié)果顯示Cu、Co、Bi元素主要是以第二相形式存在，在深部硫化礦上方呈“多鋒”弱異常，顯示其下方RL6層位有一定程度的礦化，可能存在硫化礦體。

　　(3)通過(guò)工程對(duì)物化探圈定找礦靶區(qū)驗(yàn)證，見礦情況較好，建立麻希巴礦床的地物化找礦示意模型，在盧安夏礦田乃至贊比亞銅帶省類似礦山的勘查中具有良好的應(yīng)用價(jià)值。

　　作者：牛聰聰1)，覃鵬1，2)，方科1)，鄧貴安1)，曾高福1)，劉蒙蒙1)